JPWO2002082460A1 - 半導体不揮発性記憶装置 - Google Patents
半導体不揮発性記憶装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2002082460A1 JPWO2002082460A1 JP2002580340A JP2002580340A JPWO2002082460A1 JP WO2002082460 A1 JPWO2002082460 A1 JP WO2002082460A1 JP 2002580340 A JP2002580340 A JP 2002580340A JP 2002580340 A JP2002580340 A JP 2002580340A JP WO2002082460 A1 JPWO2002082460 A1 JP WO2002082460A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bit line
- memory cell
- mos transistor
- memory device
- local bit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 67
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 66
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 34
- AUWFXYNRJHALTA-CCMAZBEPSA-N (2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-amino-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]-3-(1h-indol-3-yl)propanoyl]amino]-3-(1h-indol-3-yl)propanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amin Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)NC(=O)[C@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)N)C(O)=O)C1=CC=CC=C1 AUWFXYNRJHALTA-CCMAZBEPSA-N 0.000 description 31
- 101100482664 Arabidopsis thaliana ASA1 gene Proteins 0.000 description 31
- 101100216036 Oryza sativa subsp. japonica AMT1-1 gene Proteins 0.000 description 31
- 101100076556 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) MEP1 gene Proteins 0.000 description 31
- 101150077112 amt1 gene Proteins 0.000 description 31
- 108010090953 subunit 1 GABA type B receptor Proteins 0.000 description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- MXEIKUWMKSYEII-UHFFFAOYSA-N (+)-GB-1b Natural products C1=CC(O)=CC=C1C1OC2=C(C3C(C4=C(O)C=C(O)C=C4OC3C=3C=CC(O)=CC=3)=O)C(O)=CC(O)=C2C(=O)C1 MXEIKUWMKSYEII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- MXEIKUWMKSYEII-DETITRACSA-N GB1a Natural products C1=CC(O)=CC=C1[C@H]1OC2=C([C@H]3C(C4=C(O)C=C(O)C=C4O[C@@H]3C=3C=CC(O)=CC=3)=O)C(O)=CC(O)=C2C(=O)C1 MXEIKUWMKSYEII-DETITRACSA-N 0.000 description 10
- KCJRWGDYENMTQI-ICFYVMMKSA-N (2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-amino-3-(1h-imidazol-5-yl)propanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]-3-(1h-indol-3-yl)propanoyl]amino]-3-(1h-indol-3-yl)propanoyl]am Chemical compound C([C@H](N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(O)=O)C1=CNC=N1 KCJRWGDYENMTQI-ICFYVMMKSA-N 0.000 description 7
- 101100512864 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) MEP2 gene Proteins 0.000 description 7
- 101150029609 amt2 gene Proteins 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 101100286980 Daucus carota INV2 gene Proteins 0.000 description 6
- 101100397045 Xenopus laevis invs-b gene Proteins 0.000 description 6
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 101150110971 CIN7 gene Proteins 0.000 description 4
- 101150110298 INV1 gene Proteins 0.000 description 4
- 101100397044 Xenopus laevis invs-a gene Proteins 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 101100367244 Arabidopsis thaliana SWA1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100516714 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) NMD2 gene Proteins 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 101150098716 SWA2 gene Proteins 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 101100520452 Arabidopsis thaliana PMD2 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100029234 Histone-lysine N-methyltransferase NSD2 Human genes 0.000 description 1
- 102100029235 Histone-lysine N-methyltransferase NSD3 Human genes 0.000 description 1
- 101000634048 Homo sapiens Histone-lysine N-methyltransferase NSD2 Proteins 0.000 description 1
- 101000634046 Homo sapiens Histone-lysine N-methyltransferase NSD3 Proteins 0.000 description 1
- 101150089655 Ins2 gene Proteins 0.000 description 1
- 206010023203 Joint destruction Diseases 0.000 description 1
- 101150087845 PMD1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100072652 Xenopus laevis ins-b gene Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- KEYDJKSQFDUAGF-YIRKRNQHSA-N prostaglandin D2 ethanolamide Chemical compound CCCCC[C@H](O)\C=C\[C@@H]1[C@@H](C\C=C/CCCC(=O)NCCO)[C@@H](O)CC1=O KEYDJKSQFDUAGF-YIRKRNQHSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/24—Bit-line control circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits
- G11C16/28—Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/06—Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
- G11C7/065—Differential amplifiers of latching type
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/06—Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
- G11C7/067—Single-ended amplifiers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/18—Bit line organisation; Bit line lay-out
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/105—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C2207/00—Indexing scheme relating to arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C2207/002—Isolation gates, i.e. gates coupling bit lines to the sense amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
- H10B41/40—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
本発明の半導体不揮発性記憶装置は、メモリセルで直接駆動するのはローカルビット線までとする。そして、ローカルビット線の出力は、別途設けた信号増幅トランジスタのゲート電極で受け、負荷容量の大きなグローバルビット線の駆動は、信号増幅トランジスタで行なう構成とする。メモリセルよりも駆動力を高くした増幅トランジスタでグローバルビット線の寄生容量を駆動するので、メモリセルに格納された情報の高速読出しが可能となる。そのため、マイクロコンピュータ等を制御するためのプログラム・コードを格納する用途に用いて、システム性能の向上が図れる。
Description
技術分野
本発明は半導体不揮発性記憶装置に係り、特に高速読み出し動作を可能とする半導体不揮発性記憶装置に関する。
背景技術
半導体不揮発性記憶装置は、電源を切っても情報が揮発しないという特徴がある。これまでは、音声や映像情報を蓄積するためのストレージ用途として使われてきた。そして、高集積性、不揮発性を最大の特徴として発展してきた。近年、半導体不揮発性記憶装置の中でも高速動作に優れる「NOR型構成」のものが携帯電話のプログラム格納等にも供されており、その市場は急速に拡大している。
図1は、NOR型構成の回路図である。ここでは、メモリセルアレイ領域CA内の2本のローカルビット線LB1とLB2だけを取り出してある。ソース・ドレイン経路が直列に接続された各列のメモリセルの拡散層共通部分は、一つおきにそれぞれのローカルビット線LB1,LB2と接続される。残る拡散層共通部分は、全てメモリソース端子VSMに接続される。通常、メモリソース端子VSMの電位は0Vとする。メモリセルを選択するワード線は、ここではW01からW32までの32本とする。
ここで、例えばローカルビット線LB1に接続されたメモリセルから格納情報を読み出す手順を述べる。選択信号線SWA1に正電位を印加し、選択トランジスタST1を オン状態にする。グローバルビット線GB1を通じてローカルビット線LB1をプリチャージする。そして、所望のワード線(W01からW32)の電位を上げて選択する。例えば、ワード線W01を選択すれば、メモリセルMC01の格納情報を読み出すことが出来る。ゲート電位が上昇したメモリセルMC01に格納されている情報が“0”の場合、即ち、メモリセルMC01のしきい値が高い場合にはメモリセルMC01はオン状態にならず、プリチャージ電位は変化しない。一方、格納情報が“1”の場合、即ち、メモリセルMC01のしきい値が低い場合はオン状態になり、ローカルビット線LB1の電位は、メモリセルMC01を通じてメモリソース端子VSMへ放電される。この電位変化が情報としてグローバルビット線GB1に流れ、センスアンプSA1で検出される。
センスアンプは様々な方式があるが、ここでは良く知られたシングルエンド型のセンスアンプを示してある。このセンスアンプSA1は、2個のインバータINV1,INV2と、トランジスタNMと、負荷抵抗REGとから構成される。通常、ローカルビット線LB1,LB2は抵抗の低い金属配線で形成されるため、他の不揮発性記憶装置と比較すると寄生抵抗が少ない。したがって、この方式のセンスアンプは半導体不揮発性記憶装置の中では、高速読み出しに最も適している。なお、センスアンプSA1の動作については、後述する図3の本発明の実施例において説明する。
図2は、図1に示した回路構成の平面レイアウト図である。図2において、参照符号CAはメモリセルアレイ領域であり、ST1G,ST2Gはグローバルビット線GB1からローカルビット線LB1,LB2への信号線路をそれぞれ接続する選択トランジスタST1,ST2のゲート電極、すなわち図1の選択信号線SWA1,SWA2に対応する。VIA1はゲート電極または拡散層と第1層目の金属配線層とを接続するコンタクト孔であり、例えばローカルビット線LB1,LB2とメモリセルのドレイン拡散層領域とを接続する層間のビアホールである。また、VIA2は第1層目の金属配線と第2層目の金属配線とを接続するコンタクト孔であり、例えばグローバルビット線GB1とローカルビット線LB1,LB2とを接続する層間のビアホールである。なお、センスアンプ部分のレイアウトは省略してある。
ローカルビット線LB1への信号線路を接続する場合には、選択信号線SWA1に電圧を印加し、ローカルビット線LB2への信号線路を接続する場合には、選択信号線SWA2に電圧を印加する。VSSCOMは、メモリセルのソース拡散領域であり、共通に接続されてメモリソース端子VSMより電位が与えられる。通常、0Vである。
プログラム格納用途は、ストレージ用途とは異なり、高速で動作する論理回路に応じて速やかに情報を出力することが求められる。上記高速読み出しに適したNOR型構成であっても、現状の論理回路の動作速度に追随するのは難しい。これは、不揮発性記憶素子(以下、「メモリセルまたはメモリセルトランジスタ」と称する)のオン電流が小さいために、信号配線に寄生する負荷容量を高速に駆動できないことが原因である。
プログラムを格納している半導体不揮発性記憶装置が、演算処理装置の動作速度に追随して情報を提供できない限り、システムの性能は向上し得ない。システム運転準備として、半導体不揮発性記憶装置に格納した情報を、別の高速記憶装置に読み出しておく方法も考えられる。しかし、前述の携帯機器等では、装置が大きくなる或いはコスト上昇を招く等の問題に繋がってしまい、決して得策ではない。
そこで、本発明の目的は、読み出し速度を改善して高速なプログラム読み出しに供することができ携帯機器等の用途に好適な半導体不揮発性記憶装置を提供することである。
発明の開示
本発明に係る半導体不揮発性記憶装置は、読出し時にメモリセルにより駆動するのはローカルビット線までとし、ローカルビット線の出力は別途設けた信号増幅トランジスタのゲートで受け、この信号増幅トランジスタにより負荷容量の大きなグローバルビット線を駆動するように構成することを特徴とする。
すなわち、メモリセルの出力端子を、そのメモリセル近傍に設置した信号増幅トランジスタのゲート電極に直接入力し、信号検出回路すなわちセンスアンプへは、この信号増幅トランジスタから出力される電流を信号として送り込む構成である。このように構成することにより、従来、メモリセルのオン電流で駆動してきたグローバルビット線の寄生容量を、メモリセルよりも駆動力を高く設定した高増幅トランジスタで駆動するので、メモリセルに格納された情報の高速読み出しが可能となる。なお、信号増幅トランジスタが駆動できる寄生容量は、メモリセルが駆動できる負荷容量よりも大きく設定することは勿論である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の好適な実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
<実施例1>
図3は、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の一実施例を示す回路図である。従来技術の図1に倣い、ローカルビット線LB1,LB2の2本だけ示す。図面が煩雑になるのを防ぐため、メモリセルは4個だけの記載としたが、この個数をもって発明を限定するものではない。なお、図1と同様の構成部分には同じ参照符号を付してある。また、以下の説明において、端子名を表わす記号は同時に配線名、信号名も兼ね、電源の場合はその電圧値も兼ねるものとする。
ローカルビット線LB1は、選択トランジスタST1のドレイン拡散層に接続されるとともに、信号増幅トランジスタAMT1のゲート電極にも接続されている。信号増幅トランジスタAMT1のドレインは電源供給端子VCCに接続され、ソースはグローバルビット線GB1に接続される。
読み出し動作を説明する。選択トランジスタST1をオン状態にし、グローバルビット線GB1からローカルビット線LB1をプリチャージする。ここではその電位を1Vとする。続いて、選択トランジスタST1をオフ状態にし、ローカルビット線LB1を1Vに保持する。その後、グローバルビット線GB1を0Vに再設定する。所望のワード線を選択して、メモリセルに格納した情報を読み出す。例えば、ワード線W01を選択して、メモリセルMC01の格納情報を読む場合を説明する。
メモリセルMC01のしきい値がワード線に印加した読出し電圧よりも高い場合(これを‘H’とする)、プリチャージしたローカルビット線LB1の電位は放電されることなく保持される。したがって、ローカルビット線LB1に接続された信号増幅トランジスタAMT1のゲート電圧もプリチャージ電圧の1Vに保持される。信号増幅トランジスタAMT1には電源供給はされておらず、ただオン状態にあるだけである。当然、電流は流れていない。この段階で、電源供給端子VCCに正電圧、例えば1Vを印加すると、信号増幅トランジスタAMT1を介して電源VCCからグローバルビット線GB1に電流が流れる。当初、0Vになっていたグローバルビット線GB1は、電源VCCから電流供給を受け、その電位は0Vから1Vに向けて上昇する。これをセンスアンプSA1にて検出する。センスアンプSA1の動作は後述する。
メモリセルMC01のしきい値が、ワード線に印加した読出し電圧よりも低い場合(これを‘L’とする)、プリチャージしたローカルビット線LB1の電位はメモリセルMC01を通じて放電される。したがって、ローカルビット線LB1に接続された信号増幅トランジスタAMT1のゲート電圧は0Vに落ちる。信号増幅トランジスタAMT1には電源供給されていないが、オフ状態にある。この段階で電源供給端子VCCに正電圧、たとえば1Vを印加しても、電源VCCからグローバルビット線GB1へは電流が流れない。当初、0Vになっていたグローバルビット線GB1は、そのまま0Vを維持するのみである。
なお、ローカルビット線LB2に接続されたメモリセルから格納情報を読み出す場合も同様にすればよい。これ以降の実施例においても、ローカルビット線LB2に接続されたメモリセルについては同様なので説明は省略する。
センスアンプSA1としては、従来例と同様に、よく知られた図1に示した構成のシングルエンド型の増幅器を用いた、信号検出例を説明する。メモリセルMC01が‘H’だった場合、グローバルビット線GB1は1Vである。インバータINV1は1Vを入力として受け、反転出力0Vを出す。それはトランジスタNMのゲート電極に入力されているので、トランジスタNMはオフ状態になる。したがって、電源VDDから負荷抵抗REGを介して常時供給されている電流がインバータINV2に入力され、インバータINV2の反転出力は0Vとなり、出力端子OUTからは0Vが出力される。メモリセルMC01が‘L’だった場合は、これと逆の状態になるので、インバータINV1の出力は電源電圧VDDとなり、トランジスタNMはオン状態になる。負荷抵抗REGを介した電流は、トランジスタNMを介して信号増幅トランジスタAMT1へと流れ込んでチャージシェアを起こし、一定時間はインバータINV2への入力電位が回復しない。したがって、この時のINV2からの反転出力は電源電圧VDDとなり、出力端子OUTからは電圧VDDが出力される。これが格納情報読出しの原理である。
通常、グローバルビット線(ここではGB1に相当)に現れる信号伝播は、メモリセルの電流による充放電によるものである。この電流が小さいと、グローバルビット線の信号変位速度は遅くなる。高速に応答するためには、電流を大きくすることが基本となる。制御ゲートを介して駆動する上、ゲート酸化膜が12乃至8ナノメートルの厚さを有するメモリセルでは、大きな電流を流すのは困難である。
本発明の特徴は、メモリセルの小さなオン電流を用いて駆動する負荷容量をローカルビット線までに留め、メモリセルよりもゲート酸化膜が薄くて電流を大きく取れる通常のMOSトランジスタを用いてグローバルビット線を駆動する構成としたことにある。選択トランジスタST1,ST2は、高い書込み電圧を直接制御するが、最も高い消去電圧を制御する用途にも供される場合が殆どである。メモリセルのゲート酸化膜は、消去動作時にFN(Fowler−Nordheim:ファウラー・ノルドハイム)トンネル電流を流すため、選択トランジスタST1,ST2ほど厚くすることはできない。信号増幅トランジスタAMT1,AMT2は駆動力を優先するため、ゲート酸化膜は動作時の印加電圧に耐えられる限り薄くする必要がある。したがって、これら3種類のゲート酸化膜厚の関係は、
選択トランジスタ>メモリセル>信号増幅トランジスタ、
の順番に設定する。
補足として、図3におけるメモリセルの書換動作をメモリセルMC01を例に説明する。ここでは、‘L’状態を消去、‘H’状態を書込みと定義する。消去は制御ゲート電極に負電圧を印加して、浮遊ゲート電極に蓄積された負電荷を基板方向に放出させる。これは間接トンネル電流(FN電流)を用いて行なう。書込みにはホットエレクトロン注入を用いる。
まず、制御ゲート電極に10Vを印加する。続いて、メモリセルのドレイン拡散層に電圧を印加する。その電圧は概ね5Vであり、信号増幅トランジスタAMT1から選択トランジスタST1を介して供給する。ワード線W01、即ち制御ゲートに10Vを印加したメモリセルMC0は高バイアス状態でオンになり、発生するホットエレクトロンの注入により‘H’状態へ変化、即ち書込みが起こる。
この時、信号増幅トランジスタAMT1の拡散層の内、グローバルビット線GB1に続された側にも5Vが印加され、そのゲート電極にも5Vが印加される。信号増幅トランジスタAMT1は、低電圧入力時(読出し電圧1V)での負荷駆動力を高めた構造であるため、耐圧が低いのはやむを得ない。電源供給端子VCCをオープンにしておけば、ゲート電極にかかる電圧と電源供給端子VCC側の電位差は、瞬間的には最大で5Vになる。これでは、ゲート酸化膜の絶縁破壊が起こる懸念がある。そこで、グローバルビット線GB1へ書込み電圧を印加するのと同じタイミングで、電源供給端子VCCおよび信号増幅トランジスタAMT1のウエルにも5Vを印加する。そうすれば、ゲート酸化膜に掛かる電界は0になり、絶縁破壊から逃れられる。以降、但し書きの無い限り、書換方法はここで説明した「ホットエレクトロン注入・FN放出」を前提とする。図3の構成は、書込み電位供給線と読出しビット線を兼用できるため、アレイ面積が小さくなる利点がある。
図4は、図3に示した回路構成の平面レイアウト図である。なお、従来例の図2と同様にセンスアンプ部分のレイアウトは省略してある。図2で示した従来例のNOR型構成との違いは、信号増幅トランジスタAMT1,AMT2用のゲート電極AMT1G,AMT2Gを付設してあることである。
図4において、参照符号GBBはグローバルビット線GB1用の第2層目の電極配線を示し、このグローバルビット線の第2層目の電極配線GBBは、第1層目の電極配線層を介して縦積みしたビアホールVIA1及びVIA2を通して選択トランジスタST1,ST2の共通拡散層と接続される。ローカルビット線LB1,LB2は、従来例と同様に層間のビアホールVIA1を介してメモリセルのドレイン拡散層に接続されると共に選択トランジスタST1およびST2のソース拡散層にそれぞれビアホールVIA1を介して接続される。さらに、本実施例ではローカルビット線LB1,LB2は、ビアホールVIA1を介して信号増幅トランジスタAMT1,AMT2のゲート電極AMT1G,AMT2Gにそれぞれ接続される。また、電源電圧VCCが供給される第2層目の電極配線VCCGは、第1層目の電極配線層を介して縦積みしたビアホールVIA1及びVIA2を通して信号増幅トランジスタAMT1,AMT2の共通拡散層に接続される。このようにレイアウトすることで、図3に示した回路が実現できる。なお、グローバルビット線用の第2層目の電極配線GBBはセンスアンプSA1へと接続されるが、レイアウト図は省略する。同様に、メモリセルの共通拡散層はメモリソース端子VSMに接続されるが、レイアウト図は省略する。
図4においては、メモリセルアレイ領域CAと選択トランジスタとの間に信号増幅トランジスタ群を設けたが、メモリセルアレイ領域および選択トランジスタの外側に設けても良い。
図5に、図4で示したレイアウト図の主要部を示す。図6は図5中にA−A’線で示した部分に沿った断面構造図であり、図7は図6に示したメモリセル部分の拡大断面図である。図6において、参照符号PSUBはp型シリコン基板を示し、このp型シリコン基板PSUB上に、メモリセル用p型ウエルPW1、信号増幅トランジスタ用p型ウエルPW2、選択トランジスタ用p型ウエルPW3を形成する。情報を消去する際には、メモリセルのトンネル膜だけに電圧を印加するため、p型ウエルPW1をn型層NW1で分離しておく。書込み電圧印加時には、信号増幅トランジスタのゲート絶縁破壊を防止する目的でp型ウエルPW2に正電位を与える必要がある。したがって、p型ウエルPW2もn型層NW1で分離しておく。SGIは浅溝素子分離領域を示す。
メモリセルは、図7に示すように、ソースおよびドレイン領域MSD、トンネル酸化膜FTO、浮遊ゲート電極FLG、ポリシリコン層間膜IP、および制御ゲートCGの積層構造をとる。
また、図6において、NSD2は信号増幅トランジスタのソース及びドレイン領域、NSD3は選択トランジスタのソース、ドレイン領域である。接合耐圧の大きさは、ゲート酸化膜の関係を説明したのと同じ理由により、即ち、直接扱う電圧が最も高い選択トランジスタ>書込み時のドレイン電圧を最大印加電圧とするメモリセル>読出し時の駆動力を優先した信号増幅トランジスタ、の順に設定する。この断面図では、信号増幅トランジスタのゲート電極AMT1GおよびAMT2G、選択トランジスタのゲート電極ST1GおよびST2Gが示されている。INS1は第1の配線層間膜はであり、この第1の配線層間膜INS1を開口して、各ソース・ドレインおよびゲート電極を第1層目の金属配線M1で結線する。さらに、第2の配線層間膜INS2を堆積、開口し、第2層目の配線層M2を接続する。ここまで、本発明に係る図3の回路構成、それに対する平面レイアウト(図4)および断面構造(図6、図7)を示した。以降の実施形態では、図1と同様に、メモリセル4個からなる回路図で説明する。
<実施例2>
図8は、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す回路図である。本実施例では、基本的な動作原理は図3の実施例と同様であるが、信号増幅トランジスタの構成を相補型にしている点と、書込み電位および読出し電位供給線を、読出し信号線と分離している点、即ち、グローバルビット線GB1は読出し信号のみを取り扱う点とが相違する。
ローカルビット線LB1は信号増幅トランジスタAMT1,AMT1Pのゲート電極に接続されると共に、選択トランジスタST1を通じて端子VPにも接続される。同様に、ローカルビット線LB2は信号増幅トランジスタAMT2,AMT2Pのゲート電極に接続されると共に、選択トランジスタST2を通じて端子VPにも接続される。ここで、VPは書込みドレイン電圧を供給する、あるいは読出しドレイン電位を供給する端子である。VCCは、信号増幅トランジスタAMT1P,AMT2Pへの読出し電源供給端子であり、VSSは信号増幅トランジスタAMT1,AMT2への読出し電源供給端子である。
次に、実施例1と同様に、ワード線W01を選択して、メモリセルMC01の格納情報を読む場合を例に説明する。
読出しの際は、まず選択トランジスタST1をオン状態にし、電源供給端子VPからローカルビット線へ1Vを供給してローカルビット線をプリチャージした後、選択トランジスタST1をオフ状態にする。所望のメモリセル、ここではワード線W01によりメモリセルMC01を選択する。メモリセルMC01が‘H’の場合、ローカルビット線LB1の電位1Vは放電されない。信号増幅トランジスタAMT1Pはオフ状態、信号増幅トランジスタAMT1はオン状態になる。ここで電源供給端子VCCに1V、電源供給端子VSSに0Vを印加すると、信号増幅トランジスタAMT1だけがオン状態になっているので、グローバルビット線GB1の電位は0Vが印加される。
逆に、選択したメモリセルMC01が‘L’の場合、メモリセルMC01を通じてローカルビット線LB1の電位は放電され、信号増幅トランジスタAMT1はオフ状態、信号増幅トランジスタAMT1Pがオン状態になる。ここで電源供給端子VCCに1V、VSSに0Vを印加すると、グローバルビット線GB1には信号増幅トランジスタAMT1Pを介して電源供給端子VCCからの電流が流れ込み、グローバルビット線GB1には1Vが印加される。これをシングルエンド型センスアンプSA1で検出すれば良い。
本実施例では、図1の実施例と比べて、グローバルビット線GB1に印加される電位が0Vか1Vかを明確に決定できる利点がある。信号増幅トランジスタを介して、グローバルビット線GB1が0Vまたは1Vの電源に接続されるからである。信号増幅トランジスタの高い駆動力に加え、グローバルビット線GB1の電位を積極的に制御することができるため、さらに読出し速度の向上が図れる。
書込み時は、選択トランジスタST1をオン状態にし、給電端子VPから正電圧(ここでは5V)をローカルビット線LB1に与え、メモリセル列のドレインに電圧を印加する。書き込みを行ないたいメモリセルMC01を制御するワード線W01に正電圧(ここでは10V)を印加すれば、メモリセルMC01はオン状態になり、ホットエレクトロン注入による書込みが起こる。この間、後述するように、信号増幅トランジスタAMT1およびAMT1Pのウエル電位を5V程度に上げておけば、信号増幅トランジスタのゲート絶縁膜にかかる電界を緩和でき、ゲート絶縁破壊を防ぐことができる。また、信号増幅トランジスタのソース、ドレイン拡散層には書込み用の高電圧(5V)が印加されない利点がある。
ここで、書込みドレイン供給線を読出し信号線と分離する効果を説明する。
図1の構成のように、グローバルビット線GB1から電位供給を行なう場合は、信号増幅トランジスタの拡散層に書込み電圧が印加される。時間的にウエル給電が間に合わない場合、拡散層の接合における電界が一瞬高くなり、接合破壊をもたらす可能性がある。そのため、ウエル給電時間との調整が難しい。
これに対して、本実施例では給電端子VPを設けて書込み電圧を供給するように構成したことにより、信号増幅トランジスタの拡散層に高電圧が単独で印加されることは無い。したがって、接合破壊の可能性が無い。唯一、信号増幅トランジスタのゲート絶縁耐圧に不安が残るが、書込み電圧の印加が始まる以前に、ある程度の電圧(例えば、1.5V)をウエルに給電しておくことができる。その場合、ゲート絶縁膜にかかる最大電圧は3.5Vまで低減することができる。実際には、書込み電圧印加に合わせて、1.5Vからさらにウエルに電位を与えるので、ゲート絶縁膜にかかる電圧は、3.5Vまでになることはない。
書込みドレイン供給線を読出し信号線と分離した代償として、メモリ部の総面積が大きくなるということがあるものの、信号増幅トランジスタの破壊可能性を低く抑えることができる。
<実施例3>
上記実施例では、相補型の信号増幅トランジスタ構成としたが、図8において、p型MOSトランジスタAMT1P,AMT2Pと電源供給端子VCCを削除した構成(図面は省略する)の実施例について、以下説明する。
電源供給端子VSSが信号増幅トランジスタAMT1,AMT2への読出し電源供給端子であり、給電端子VPは書き込みドレイン電圧供給線である。基本的動作は、図8の実施例と同様であるが、ここでも一例としてワード線W01によりメモリセルMC01を選択した場合について説明する。
読出しの際は、まずグローバルビット線GB1の電位を0にしておく。給電端子VPからローカルビット線LB1へ1Vを供給した後、選択トランジスタST1を遮断する。この状態で、ワード線W01に読出し電圧を印加する。対応するメモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合、ローカルビット線LB1の電位はメモリセルMC01を通じてメモリソース端子VSMへと放電される。したがって、ローカルビット線LB1に接続された信号増幅トランジスタAMT1のゲート電位は0になる。この段階で電源供給端子VSSに1Vを印加しても信号増幅トランジスタAMT1はオフ状態なので、電源供給端子VSSからグローバルビット線GB1への電荷供給は起こらない。
選択されたメモリセルMC01のしきい値が‘H’だった場合、ローカルビット線LB1の電位は1Vのままなので、信号増幅トランジスタAMT1はオン状態になる。電源供給端子VSSに1Vを印加すればグローバルビット線GB1へ電流が流れ、グローバルビット線GB1の電位は1Vに向かって上昇する。これらの差異をセンスアンプSA1で読み出せばよい。センスアンプSA1は、図1で説明したシングルエンド型を用いることができ、その動作は全く同じなので、ここでは説明を省略する。
本実施例の場合は、図1と同様に高速読出しが可能となる他には、信号増幅トランジスタをさらに相補型とした図8の場合と比べると、書込みドレイン供給線を読出し信号線と分離したことによる効果、すなわち信号増幅トランジスタの接合破壊の可能性を低く抑える効果だけが得られる。
<実施例4>
さらに、上記実施例3と同じ構成、すなわち図8においてp型MOSトランジスタAMT1P,AMT2Pと電源供給端子VCCを削除した構成(図面は省略する)であるけれども、信号増幅トランジスタの電源供給端子VSSを0Vにする点が相違する。この場合について、簡単に説明する。
読出し時のグローバルビット線GB1に現れる信号、およびそれを受けて出力するセンスアンプSA1の信号に実施例3との差異が出る。ここでも一例として、ワード線W01によりメモリセルMC01を選択した場合について説明する。
まず、実施例3と同様に、グローバルビット線GB1を、1Vにプリチャージしておく。ローカルビット線LB1も、給電端子VPから1Vを印加してプリチャージしておく。選択したメモリセルMC01のしきい値が‘H’の場合、ローカルビット線LB1は放電されずに1Vを保持する。信号増幅トランジスタAMT1のゲート電圧も1Vになり、信号増幅トランジスタAMT1はオン状態になる。ここで、電源供給端子VSSに0Vを印加すると、グローバルビット線GB1は信号増幅トランジスタAMT1を介して放電され、電位は0Vに近づく。したがって、図1に示したシングルエンド型のセンスアンプSA1を構成するインバータINV1の入力は0なので、トランジスタNMのゲートには反転した電圧VDDが印加される。トランジスタNMはオン状態になるため、インバータINV2の入力が0となり、その最終出力は電圧VDDとなる。
選択したメモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合は、グローバルビット線GB1は放電されないので、最終出力は0Vである。先の実施例3では、センスアンプSA1の動作は図1の実施例と同じで、メモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合、最終出力は電圧VDDであった。これに対して、本実施例では全く逆の信号として現れることに留意されたい。信号増幅トランジスタの電源供給端子VSSを0Vにする本実施例の動作上の特徴は、プリチャージされたグローバルビット線GB1の電位が下がったまま、回復しないことである。実施例1や実施例3の電位降下は、負荷容量によるチャージシェアによるものであったが、本実施例では、電位を0Vに降下させて固定することができる。したがって、信号増幅トランジスタの電源供給端子VSSに正電位を供給する場合に比べて動作が安定するという利点がある。
<実施例5>
図9は、図8の実施例と同じく信号増幅トランジスタに、相補型を用いた構成であるが、読出し線を2本とすること、すなわちグローバルビット線をGB1a,GB1bの2本とすることに特徴がある。これは、シングルエンド型のセンスアンプよりも感度の高いことで知られる、差動型センスアンプを使うことを前提とした構成である。なお、差動型センスアンプの一例を示せば、例えば図11に示すものが好適に使用できるが、勿論、一般的に知られている他の構成でも良い。図11の差動型センスアンプSA2の動作については、後述する。以下では、ローカルビット線LB1に接続されたメモリセルMC01を例に、読出し動作を説明する。
基本動作は図8に準じ、選択されたメモリセルMC01のしきい値が‘L’ならば、グローバルビット線GB1aには信号増幅トランジスタAMT1からの信号は出力されず、グローバルビット線GB1bには信号増幅トランジスタAMT1Pから1Vが出力される。メモリセルMC01のしきい値が‘H’であれば、グローバルビット線GB1aには信号増幅トランジスタAMT1から0Vが出力され、グローバルビット線GB1bには信号増幅トランジスタAMT1Pからの信号は出力されない。グローバルビット線GB1aおよびGB1bを、信号増幅トランジスタの出力である0Vと1Vとの中間電位(たとえば0.5V)にプリチャージしておいて、電源供給端子VSSに0Vを、電源供給端子VCCに1Vを印加する手順とすれば、信号増幅トランジスタからの信号が出力されないビット線の電位は0.5Vのままであり、もう一方の線との間に最大0.5Vの電位差が生じる。この電位差を差動として利用すれば良い。
差動型センスアンプSA2としては、例えば図11に示すような構成のセンスアンプを用いることができる。この差動型センスアンプの動作を説明する。差動型センスアンプの入力端子INa,INbには、‘L’と‘H’、または‘H’と‘L’の信号がペアで入力される。また、論理レベル‘0’は0V、‘1’は信号増幅トランジスタを介したメモリセルの出力電圧になる。入力端子INaに‘H’、INbに‘L’が入力された場合、入力端子INaにゲート電極が接続されたn型MOSトランジスタNMD2はオン状態となり、p型MOSトランジスタPMD2はオフ状態となる。したがって、入力端子INbの‘1’はn型MOSトランジスタNMD2を通じてn型MOSトランジスタNMDDのドレインまで到達する。このときn型MOSトランジスタNMDDのゲートに接続された信号線CSに正電位が入力されると、n型MOSトランジスタNMDDもオン状態になるので、入力端子INbの電位はn型MOSトランジスタNMD2とNMDDを通じて放電される。この差動型センスアンプは、微小な出力変動を検知して作動するので動作は速い。なお、入力端子INbにゲート電極が接続されたn型MOSトランジスタNMD1およびp型MOSトランジスタPMD1では逆の動作となり、入力端子INaは電圧VDDに固定される。入力端子INa,INbには、それぞれインバータINVD1,INVD2が接続されており、これを介した出力OUT1,OUT2が出力される。このような動作をする差動型センスアンプSA2の入力端子INa,INbに、それぞれグローバルビット線GB1a,GB1bを接続すればよい。 なお、EQは入力端子INa,INbに接続されるグローバルビット線GB1a,GB1bの電位を等しくするためのイコライズ回路である。
この差動型センスアンプSA2は、差動出力OUT1,OUT2を出力するが、図9のように1出力だけの場合にはどちらかの出力を用いればよく、2出力を用いるかどうかはセンスアンプ出力が接続される後段の回路に応じてきめればよい。
書込みは給電端子VPからメモリセルのドレイン電圧を印加することで行ない、図8の実施例と同様である。グローバルビット線が2本必要になるので、図8に比して面積が大きくなるが、感度の高い方式のセンスアンプを使用できるので、信号増幅トランジスタを用いて得られる効果に加えて、さらに高速読出しが可能となる。書込み電圧供給線を読出し信号線と分離したことにより、信号増幅トランジスタの破壊可能性を低く抑えることができるのは勿論である。
<実施例6>
図10は、2本の読出し線、すなわち2本のグローバルビット線GB1a,GB1bがあることは図9の実施例と同様であるが、信号増幅トランジスタAMT1aおよびAMT1bをn型MOSトランジスタのみで構成したところに違いがある。以下では、ローカルビット線LB1に接続されたメモリセルMC01を例に説明する。
読出し時には、まず選択トランジスタST1をオン状態にし、給電端子VPから電圧1Vを印加してローカルビット線LB1をプリチャージする。この後、選択トランジスタST1をオフ状態にし、ワード線W01の電位を上げてメモリセルMC01を選択する。メモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合、信号増幅トランジスタAMT1aおよびAMT1bのどちらもオン状態になる。実施例5と同様に、グローバルビット線GB1aおよびGB1bを0.5Vにプリチャージしておき、電源供給端子VCCに1Vを、電源供給端子VSSに0Vを印加する。2つの信号増幅トランジスタAMT1a,AMT1bの出力を受け、グローバルビット線GB1aは0Vに低下し、グローバルビット線GB1bは1Vに上昇する。電位差は最大1Vになる。この電位差を利用して差動型センスアンプSA2が駆動される。
メモリセルMC01のしきい値が‘H’のときは、2つの信号増幅トランジスタAMT1aおよびAMT1bはオフ状態にあるので、グローバルビット線GB1aおよびGB1bのちらも0.5Vのままで保持され、差動型スアンプSA2からの信号出力は行なわれない。
本実施例の特徴の一つは、メモリセルのしきい値が‘L’に対するビット線の信号振幅が大きく取れることである。図9に示した実施例5では、1対の信号増幅トランジスタの内、常時、片側がオフ状態にあった。信号振幅の電位差は、本実施例の構成の方が大きく、高速化に有利となる。また、同一極性のトランジスタだけで構成されるので、相補型のようなウエル分離の距離を取る必要が無く、図9の実施例に比して、信号増幅トランジスタの領域が小さくできる利点もある。本実施例でも書込み電圧供給線を読出し信号線と分離しているので、信号増幅トランジスタの破壊可能性を低く抑えることができるのは勿論である。
なお、給電端子VPを独立して設けない場合は、グローバルビット線GB1bに選択トランジスタのドレイン配線を接続して、書込み時および読出し時のドレイン電位供給はグローバルビット線GB1bから行なうように構成しても良い。その場合、読出し時には選択トランジスタを必ずオフ状態としておく。それ以外は、本実施例で述べた動作と全く同じ動作となる。このように構成した場合、書込みおよび読出し電位の供給線を読出しビット線と兼ねるため、配線に要する面積を低減できる。
これまでに述べた実施例から明らかなように、本発明によれば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに好適に適用できるのもである。なお、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置では、3種類のトランジスタの特性および動作条件に注意する必要がある。すなわち、ローカルビット線の信号を増幅してグローバルビット線に送る信号増幅トランジスタと、不揮発性のメモリセルトランジスタと、選択トランジスタ他のトランジスタの3種類のトランジスタの特性および動作条件である。これに関して、以下に簡単に説明する。
フラッシュメモリ等の不揮発性メモリセルトランジスタは、読出し時にも弱い書込みによるしきい値(Vth)のシフトが起こリ得るので、Vthシフト限界内に入るようにメモリセル読出し時のドレイン電圧Vmdは1V程度に低く抑える必要がある。また、メモリセルの出力電圧であるドレイン電圧Vmdが、本発明で用いる信号増幅トランジスタのゲート入力電圧の最大値となるので、信号増幅トランジスタのドレイン電流Idsは、低いゲート入力電圧でもメモリセルのドレイン電流Idsm以上の電流を確保できる必要があると共に、オフリーク電流が無いようにしきい値Vthは正である必要がある。すなわち、信号増幅トランジスタのこのような性能そのものが、メモリセルよりも高い必要がある。言い換えれば、信号増幅トランジスタのゲート電圧Vgおよびドレイン電圧Vdの動作条件として、Vg=Vmd、Vd>Vmdが必要であり、ドレイン電流Idsは、メモリセル読出し時のメモリセルトランジスタのドレイン電流Idsmに対して、Ids>Idsmを満足する特性が得られる必要がある。
したがって、上記した3種類のトランジスタに求められる構造は、例えば加工レベルが0.2μmの素子技術の場合であれば、おおよそ次のようなものとなる。
メモリセルトランジスタのゲート酸化膜厚は12〜8nm、ゲート長は0.3〜0.2μm、拡散層耐圧はホットエレクトロン書込みできるように約5Vは必要である。
選択トランジスタのゲート酸化膜厚は20〜12nm、ゲート長は0.9〜0.6μm、拡散層耐圧は書換え時の制御ゲート電圧印加に耐えられるように10〜20Vは必要である。
信号増幅トランジスタのゲート酸化膜厚はメモリセルの8nmより薄く、ゲート長はメモリセルのゲート長よりも短く、拡散層耐圧はI/O(入出力)電圧に耐えられれば良く、すなわち3.3V程度であればよい。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更をなし得ることは勿論である。例えば、実施例中では、センスアンプは、複数のローカルビット線に対して1個の場合を示して説明したが、ローカルビット線1本ごとセンスアンプを設けても良い。
産業上の利用可能性
本発明に係る半導体不揮発性記憶装置は、読出し速度の改善を図ることができる。したがって、フラッシュメモリ等の半導体不揮発性記憶装置を高速なプログラム読出しに供することができる。本発明に係る半導体不揮発性記憶装置を用いれば、高性能情報機器を、低コストで実現することが可能になる。特に、組込み余裕の無い、携帯機器などに高速読出しが可能な一時格納記憶装置用として使用すれば好適である。
【図面の簡単な説明】
図1は従来のNOR型構成の半導体不揮発性記憶装置の要部回路図、
図2は図1に示した回路構成の平面レイアウト図、
図3は本発明に係るNOR型構成の半導体不揮発性記憶装置の一実施例を示す要部回路図、
図4は図3に示した回路構成の平面レイアウト図、
図5は図4のレイアウトの主要部を示す平面レイアウト図、
図6は図5中にA−A’線で示した部分に沿った断面構造図、
図7は図6に示したメモリセル部分の拡大断面図、
図8は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す要部回路図、
図9は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す要部回路図、
図10は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す要部回路図、
図11は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置で用いる差動型センスアンプの一例を示す回路図である。
本発明は半導体不揮発性記憶装置に係り、特に高速読み出し動作を可能とする半導体不揮発性記憶装置に関する。
背景技術
半導体不揮発性記憶装置は、電源を切っても情報が揮発しないという特徴がある。これまでは、音声や映像情報を蓄積するためのストレージ用途として使われてきた。そして、高集積性、不揮発性を最大の特徴として発展してきた。近年、半導体不揮発性記憶装置の中でも高速動作に優れる「NOR型構成」のものが携帯電話のプログラム格納等にも供されており、その市場は急速に拡大している。
図1は、NOR型構成の回路図である。ここでは、メモリセルアレイ領域CA内の2本のローカルビット線LB1とLB2だけを取り出してある。ソース・ドレイン経路が直列に接続された各列のメモリセルの拡散層共通部分は、一つおきにそれぞれのローカルビット線LB1,LB2と接続される。残る拡散層共通部分は、全てメモリソース端子VSMに接続される。通常、メモリソース端子VSMの電位は0Vとする。メモリセルを選択するワード線は、ここではW01からW32までの32本とする。
ここで、例えばローカルビット線LB1に接続されたメモリセルから格納情報を読み出す手順を述べる。選択信号線SWA1に正電位を印加し、選択トランジスタST1を オン状態にする。グローバルビット線GB1を通じてローカルビット線LB1をプリチャージする。そして、所望のワード線(W01からW32)の電位を上げて選択する。例えば、ワード線W01を選択すれば、メモリセルMC01の格納情報を読み出すことが出来る。ゲート電位が上昇したメモリセルMC01に格納されている情報が“0”の場合、即ち、メモリセルMC01のしきい値が高い場合にはメモリセルMC01はオン状態にならず、プリチャージ電位は変化しない。一方、格納情報が“1”の場合、即ち、メモリセルMC01のしきい値が低い場合はオン状態になり、ローカルビット線LB1の電位は、メモリセルMC01を通じてメモリソース端子VSMへ放電される。この電位変化が情報としてグローバルビット線GB1に流れ、センスアンプSA1で検出される。
センスアンプは様々な方式があるが、ここでは良く知られたシングルエンド型のセンスアンプを示してある。このセンスアンプSA1は、2個のインバータINV1,INV2と、トランジスタNMと、負荷抵抗REGとから構成される。通常、ローカルビット線LB1,LB2は抵抗の低い金属配線で形成されるため、他の不揮発性記憶装置と比較すると寄生抵抗が少ない。したがって、この方式のセンスアンプは半導体不揮発性記憶装置の中では、高速読み出しに最も適している。なお、センスアンプSA1の動作については、後述する図3の本発明の実施例において説明する。
図2は、図1に示した回路構成の平面レイアウト図である。図2において、参照符号CAはメモリセルアレイ領域であり、ST1G,ST2Gはグローバルビット線GB1からローカルビット線LB1,LB2への信号線路をそれぞれ接続する選択トランジスタST1,ST2のゲート電極、すなわち図1の選択信号線SWA1,SWA2に対応する。VIA1はゲート電極または拡散層と第1層目の金属配線層とを接続するコンタクト孔であり、例えばローカルビット線LB1,LB2とメモリセルのドレイン拡散層領域とを接続する層間のビアホールである。また、VIA2は第1層目の金属配線と第2層目の金属配線とを接続するコンタクト孔であり、例えばグローバルビット線GB1とローカルビット線LB1,LB2とを接続する層間のビアホールである。なお、センスアンプ部分のレイアウトは省略してある。
ローカルビット線LB1への信号線路を接続する場合には、選択信号線SWA1に電圧を印加し、ローカルビット線LB2への信号線路を接続する場合には、選択信号線SWA2に電圧を印加する。VSSCOMは、メモリセルのソース拡散領域であり、共通に接続されてメモリソース端子VSMより電位が与えられる。通常、0Vである。
プログラム格納用途は、ストレージ用途とは異なり、高速で動作する論理回路に応じて速やかに情報を出力することが求められる。上記高速読み出しに適したNOR型構成であっても、現状の論理回路の動作速度に追随するのは難しい。これは、不揮発性記憶素子(以下、「メモリセルまたはメモリセルトランジスタ」と称する)のオン電流が小さいために、信号配線に寄生する負荷容量を高速に駆動できないことが原因である。
プログラムを格納している半導体不揮発性記憶装置が、演算処理装置の動作速度に追随して情報を提供できない限り、システムの性能は向上し得ない。システム運転準備として、半導体不揮発性記憶装置に格納した情報を、別の高速記憶装置に読み出しておく方法も考えられる。しかし、前述の携帯機器等では、装置が大きくなる或いはコスト上昇を招く等の問題に繋がってしまい、決して得策ではない。
そこで、本発明の目的は、読み出し速度を改善して高速なプログラム読み出しに供することができ携帯機器等の用途に好適な半導体不揮発性記憶装置を提供することである。
発明の開示
本発明に係る半導体不揮発性記憶装置は、読出し時にメモリセルにより駆動するのはローカルビット線までとし、ローカルビット線の出力は別途設けた信号増幅トランジスタのゲートで受け、この信号増幅トランジスタにより負荷容量の大きなグローバルビット線を駆動するように構成することを特徴とする。
すなわち、メモリセルの出力端子を、そのメモリセル近傍に設置した信号増幅トランジスタのゲート電極に直接入力し、信号検出回路すなわちセンスアンプへは、この信号増幅トランジスタから出力される電流を信号として送り込む構成である。このように構成することにより、従来、メモリセルのオン電流で駆動してきたグローバルビット線の寄生容量を、メモリセルよりも駆動力を高く設定した高増幅トランジスタで駆動するので、メモリセルに格納された情報の高速読み出しが可能となる。なお、信号増幅トランジスタが駆動できる寄生容量は、メモリセルが駆動できる負荷容量よりも大きく設定することは勿論である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の好適な実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
<実施例1>
図3は、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の一実施例を示す回路図である。従来技術の図1に倣い、ローカルビット線LB1,LB2の2本だけ示す。図面が煩雑になるのを防ぐため、メモリセルは4個だけの記載としたが、この個数をもって発明を限定するものではない。なお、図1と同様の構成部分には同じ参照符号を付してある。また、以下の説明において、端子名を表わす記号は同時に配線名、信号名も兼ね、電源の場合はその電圧値も兼ねるものとする。
ローカルビット線LB1は、選択トランジスタST1のドレイン拡散層に接続されるとともに、信号増幅トランジスタAMT1のゲート電極にも接続されている。信号増幅トランジスタAMT1のドレインは電源供給端子VCCに接続され、ソースはグローバルビット線GB1に接続される。
読み出し動作を説明する。選択トランジスタST1をオン状態にし、グローバルビット線GB1からローカルビット線LB1をプリチャージする。ここではその電位を1Vとする。続いて、選択トランジスタST1をオフ状態にし、ローカルビット線LB1を1Vに保持する。その後、グローバルビット線GB1を0Vに再設定する。所望のワード線を選択して、メモリセルに格納した情報を読み出す。例えば、ワード線W01を選択して、メモリセルMC01の格納情報を読む場合を説明する。
メモリセルMC01のしきい値がワード線に印加した読出し電圧よりも高い場合(これを‘H’とする)、プリチャージしたローカルビット線LB1の電位は放電されることなく保持される。したがって、ローカルビット線LB1に接続された信号増幅トランジスタAMT1のゲート電圧もプリチャージ電圧の1Vに保持される。信号増幅トランジスタAMT1には電源供給はされておらず、ただオン状態にあるだけである。当然、電流は流れていない。この段階で、電源供給端子VCCに正電圧、例えば1Vを印加すると、信号増幅トランジスタAMT1を介して電源VCCからグローバルビット線GB1に電流が流れる。当初、0Vになっていたグローバルビット線GB1は、電源VCCから電流供給を受け、その電位は0Vから1Vに向けて上昇する。これをセンスアンプSA1にて検出する。センスアンプSA1の動作は後述する。
メモリセルMC01のしきい値が、ワード線に印加した読出し電圧よりも低い場合(これを‘L’とする)、プリチャージしたローカルビット線LB1の電位はメモリセルMC01を通じて放電される。したがって、ローカルビット線LB1に接続された信号増幅トランジスタAMT1のゲート電圧は0Vに落ちる。信号増幅トランジスタAMT1には電源供給されていないが、オフ状態にある。この段階で電源供給端子VCCに正電圧、たとえば1Vを印加しても、電源VCCからグローバルビット線GB1へは電流が流れない。当初、0Vになっていたグローバルビット線GB1は、そのまま0Vを維持するのみである。
なお、ローカルビット線LB2に接続されたメモリセルから格納情報を読み出す場合も同様にすればよい。これ以降の実施例においても、ローカルビット線LB2に接続されたメモリセルについては同様なので説明は省略する。
センスアンプSA1としては、従来例と同様に、よく知られた図1に示した構成のシングルエンド型の増幅器を用いた、信号検出例を説明する。メモリセルMC01が‘H’だった場合、グローバルビット線GB1は1Vである。インバータINV1は1Vを入力として受け、反転出力0Vを出す。それはトランジスタNMのゲート電極に入力されているので、トランジスタNMはオフ状態になる。したがって、電源VDDから負荷抵抗REGを介して常時供給されている電流がインバータINV2に入力され、インバータINV2の反転出力は0Vとなり、出力端子OUTからは0Vが出力される。メモリセルMC01が‘L’だった場合は、これと逆の状態になるので、インバータINV1の出力は電源電圧VDDとなり、トランジスタNMはオン状態になる。負荷抵抗REGを介した電流は、トランジスタNMを介して信号増幅トランジスタAMT1へと流れ込んでチャージシェアを起こし、一定時間はインバータINV2への入力電位が回復しない。したがって、この時のINV2からの反転出力は電源電圧VDDとなり、出力端子OUTからは電圧VDDが出力される。これが格納情報読出しの原理である。
通常、グローバルビット線(ここではGB1に相当)に現れる信号伝播は、メモリセルの電流による充放電によるものである。この電流が小さいと、グローバルビット線の信号変位速度は遅くなる。高速に応答するためには、電流を大きくすることが基本となる。制御ゲートを介して駆動する上、ゲート酸化膜が12乃至8ナノメートルの厚さを有するメモリセルでは、大きな電流を流すのは困難である。
本発明の特徴は、メモリセルの小さなオン電流を用いて駆動する負荷容量をローカルビット線までに留め、メモリセルよりもゲート酸化膜が薄くて電流を大きく取れる通常のMOSトランジスタを用いてグローバルビット線を駆動する構成としたことにある。選択トランジスタST1,ST2は、高い書込み電圧を直接制御するが、最も高い消去電圧を制御する用途にも供される場合が殆どである。メモリセルのゲート酸化膜は、消去動作時にFN(Fowler−Nordheim:ファウラー・ノルドハイム)トンネル電流を流すため、選択トランジスタST1,ST2ほど厚くすることはできない。信号増幅トランジスタAMT1,AMT2は駆動力を優先するため、ゲート酸化膜は動作時の印加電圧に耐えられる限り薄くする必要がある。したがって、これら3種類のゲート酸化膜厚の関係は、
選択トランジスタ>メモリセル>信号増幅トランジスタ、
の順番に設定する。
補足として、図3におけるメモリセルの書換動作をメモリセルMC01を例に説明する。ここでは、‘L’状態を消去、‘H’状態を書込みと定義する。消去は制御ゲート電極に負電圧を印加して、浮遊ゲート電極に蓄積された負電荷を基板方向に放出させる。これは間接トンネル電流(FN電流)を用いて行なう。書込みにはホットエレクトロン注入を用いる。
まず、制御ゲート電極に10Vを印加する。続いて、メモリセルのドレイン拡散層に電圧を印加する。その電圧は概ね5Vであり、信号増幅トランジスタAMT1から選択トランジスタST1を介して供給する。ワード線W01、即ち制御ゲートに10Vを印加したメモリセルMC0は高バイアス状態でオンになり、発生するホットエレクトロンの注入により‘H’状態へ変化、即ち書込みが起こる。
この時、信号増幅トランジスタAMT1の拡散層の内、グローバルビット線GB1に続された側にも5Vが印加され、そのゲート電極にも5Vが印加される。信号増幅トランジスタAMT1は、低電圧入力時(読出し電圧1V)での負荷駆動力を高めた構造であるため、耐圧が低いのはやむを得ない。電源供給端子VCCをオープンにしておけば、ゲート電極にかかる電圧と電源供給端子VCC側の電位差は、瞬間的には最大で5Vになる。これでは、ゲート酸化膜の絶縁破壊が起こる懸念がある。そこで、グローバルビット線GB1へ書込み電圧を印加するのと同じタイミングで、電源供給端子VCCおよび信号増幅トランジスタAMT1のウエルにも5Vを印加する。そうすれば、ゲート酸化膜に掛かる電界は0になり、絶縁破壊から逃れられる。以降、但し書きの無い限り、書換方法はここで説明した「ホットエレクトロン注入・FN放出」を前提とする。図3の構成は、書込み電位供給線と読出しビット線を兼用できるため、アレイ面積が小さくなる利点がある。
図4は、図3に示した回路構成の平面レイアウト図である。なお、従来例の図2と同様にセンスアンプ部分のレイアウトは省略してある。図2で示した従来例のNOR型構成との違いは、信号増幅トランジスタAMT1,AMT2用のゲート電極AMT1G,AMT2Gを付設してあることである。
図4において、参照符号GBBはグローバルビット線GB1用の第2層目の電極配線を示し、このグローバルビット線の第2層目の電極配線GBBは、第1層目の電極配線層を介して縦積みしたビアホールVIA1及びVIA2を通して選択トランジスタST1,ST2の共通拡散層と接続される。ローカルビット線LB1,LB2は、従来例と同様に層間のビアホールVIA1を介してメモリセルのドレイン拡散層に接続されると共に選択トランジスタST1およびST2のソース拡散層にそれぞれビアホールVIA1を介して接続される。さらに、本実施例ではローカルビット線LB1,LB2は、ビアホールVIA1を介して信号増幅トランジスタAMT1,AMT2のゲート電極AMT1G,AMT2Gにそれぞれ接続される。また、電源電圧VCCが供給される第2層目の電極配線VCCGは、第1層目の電極配線層を介して縦積みしたビアホールVIA1及びVIA2を通して信号増幅トランジスタAMT1,AMT2の共通拡散層に接続される。このようにレイアウトすることで、図3に示した回路が実現できる。なお、グローバルビット線用の第2層目の電極配線GBBはセンスアンプSA1へと接続されるが、レイアウト図は省略する。同様に、メモリセルの共通拡散層はメモリソース端子VSMに接続されるが、レイアウト図は省略する。
図4においては、メモリセルアレイ領域CAと選択トランジスタとの間に信号増幅トランジスタ群を設けたが、メモリセルアレイ領域および選択トランジスタの外側に設けても良い。
図5に、図4で示したレイアウト図の主要部を示す。図6は図5中にA−A’線で示した部分に沿った断面構造図であり、図7は図6に示したメモリセル部分の拡大断面図である。図6において、参照符号PSUBはp型シリコン基板を示し、このp型シリコン基板PSUB上に、メモリセル用p型ウエルPW1、信号増幅トランジスタ用p型ウエルPW2、選択トランジスタ用p型ウエルPW3を形成する。情報を消去する際には、メモリセルのトンネル膜だけに電圧を印加するため、p型ウエルPW1をn型層NW1で分離しておく。書込み電圧印加時には、信号増幅トランジスタのゲート絶縁破壊を防止する目的でp型ウエルPW2に正電位を与える必要がある。したがって、p型ウエルPW2もn型層NW1で分離しておく。SGIは浅溝素子分離領域を示す。
メモリセルは、図7に示すように、ソースおよびドレイン領域MSD、トンネル酸化膜FTO、浮遊ゲート電極FLG、ポリシリコン層間膜IP、および制御ゲートCGの積層構造をとる。
また、図6において、NSD2は信号増幅トランジスタのソース及びドレイン領域、NSD3は選択トランジスタのソース、ドレイン領域である。接合耐圧の大きさは、ゲート酸化膜の関係を説明したのと同じ理由により、即ち、直接扱う電圧が最も高い選択トランジスタ>書込み時のドレイン電圧を最大印加電圧とするメモリセル>読出し時の駆動力を優先した信号増幅トランジスタ、の順に設定する。この断面図では、信号増幅トランジスタのゲート電極AMT1GおよびAMT2G、選択トランジスタのゲート電極ST1GおよびST2Gが示されている。INS1は第1の配線層間膜はであり、この第1の配線層間膜INS1を開口して、各ソース・ドレインおよびゲート電極を第1層目の金属配線M1で結線する。さらに、第2の配線層間膜INS2を堆積、開口し、第2層目の配線層M2を接続する。ここまで、本発明に係る図3の回路構成、それに対する平面レイアウト(図4)および断面構造(図6、図7)を示した。以降の実施形態では、図1と同様に、メモリセル4個からなる回路図で説明する。
<実施例2>
図8は、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す回路図である。本実施例では、基本的な動作原理は図3の実施例と同様であるが、信号増幅トランジスタの構成を相補型にしている点と、書込み電位および読出し電位供給線を、読出し信号線と分離している点、即ち、グローバルビット線GB1は読出し信号のみを取り扱う点とが相違する。
ローカルビット線LB1は信号増幅トランジスタAMT1,AMT1Pのゲート電極に接続されると共に、選択トランジスタST1を通じて端子VPにも接続される。同様に、ローカルビット線LB2は信号増幅トランジスタAMT2,AMT2Pのゲート電極に接続されると共に、選択トランジスタST2を通じて端子VPにも接続される。ここで、VPは書込みドレイン電圧を供給する、あるいは読出しドレイン電位を供給する端子である。VCCは、信号増幅トランジスタAMT1P,AMT2Pへの読出し電源供給端子であり、VSSは信号増幅トランジスタAMT1,AMT2への読出し電源供給端子である。
次に、実施例1と同様に、ワード線W01を選択して、メモリセルMC01の格納情報を読む場合を例に説明する。
読出しの際は、まず選択トランジスタST1をオン状態にし、電源供給端子VPからローカルビット線へ1Vを供給してローカルビット線をプリチャージした後、選択トランジスタST1をオフ状態にする。所望のメモリセル、ここではワード線W01によりメモリセルMC01を選択する。メモリセルMC01が‘H’の場合、ローカルビット線LB1の電位1Vは放電されない。信号増幅トランジスタAMT1Pはオフ状態、信号増幅トランジスタAMT1はオン状態になる。ここで電源供給端子VCCに1V、電源供給端子VSSに0Vを印加すると、信号増幅トランジスタAMT1だけがオン状態になっているので、グローバルビット線GB1の電位は0Vが印加される。
逆に、選択したメモリセルMC01が‘L’の場合、メモリセルMC01を通じてローカルビット線LB1の電位は放電され、信号増幅トランジスタAMT1はオフ状態、信号増幅トランジスタAMT1Pがオン状態になる。ここで電源供給端子VCCに1V、VSSに0Vを印加すると、グローバルビット線GB1には信号増幅トランジスタAMT1Pを介して電源供給端子VCCからの電流が流れ込み、グローバルビット線GB1には1Vが印加される。これをシングルエンド型センスアンプSA1で検出すれば良い。
本実施例では、図1の実施例と比べて、グローバルビット線GB1に印加される電位が0Vか1Vかを明確に決定できる利点がある。信号増幅トランジスタを介して、グローバルビット線GB1が0Vまたは1Vの電源に接続されるからである。信号増幅トランジスタの高い駆動力に加え、グローバルビット線GB1の電位を積極的に制御することができるため、さらに読出し速度の向上が図れる。
書込み時は、選択トランジスタST1をオン状態にし、給電端子VPから正電圧(ここでは5V)をローカルビット線LB1に与え、メモリセル列のドレインに電圧を印加する。書き込みを行ないたいメモリセルMC01を制御するワード線W01に正電圧(ここでは10V)を印加すれば、メモリセルMC01はオン状態になり、ホットエレクトロン注入による書込みが起こる。この間、後述するように、信号増幅トランジスタAMT1およびAMT1Pのウエル電位を5V程度に上げておけば、信号増幅トランジスタのゲート絶縁膜にかかる電界を緩和でき、ゲート絶縁破壊を防ぐことができる。また、信号増幅トランジスタのソース、ドレイン拡散層には書込み用の高電圧(5V)が印加されない利点がある。
ここで、書込みドレイン供給線を読出し信号線と分離する効果を説明する。
図1の構成のように、グローバルビット線GB1から電位供給を行なう場合は、信号増幅トランジスタの拡散層に書込み電圧が印加される。時間的にウエル給電が間に合わない場合、拡散層の接合における電界が一瞬高くなり、接合破壊をもたらす可能性がある。そのため、ウエル給電時間との調整が難しい。
これに対して、本実施例では給電端子VPを設けて書込み電圧を供給するように構成したことにより、信号増幅トランジスタの拡散層に高電圧が単独で印加されることは無い。したがって、接合破壊の可能性が無い。唯一、信号増幅トランジスタのゲート絶縁耐圧に不安が残るが、書込み電圧の印加が始まる以前に、ある程度の電圧(例えば、1.5V)をウエルに給電しておくことができる。その場合、ゲート絶縁膜にかかる最大電圧は3.5Vまで低減することができる。実際には、書込み電圧印加に合わせて、1.5Vからさらにウエルに電位を与えるので、ゲート絶縁膜にかかる電圧は、3.5Vまでになることはない。
書込みドレイン供給線を読出し信号線と分離した代償として、メモリ部の総面積が大きくなるということがあるものの、信号増幅トランジスタの破壊可能性を低く抑えることができる。
<実施例3>
上記実施例では、相補型の信号増幅トランジスタ構成としたが、図8において、p型MOSトランジスタAMT1P,AMT2Pと電源供給端子VCCを削除した構成(図面は省略する)の実施例について、以下説明する。
電源供給端子VSSが信号増幅トランジスタAMT1,AMT2への読出し電源供給端子であり、給電端子VPは書き込みドレイン電圧供給線である。基本的動作は、図8の実施例と同様であるが、ここでも一例としてワード線W01によりメモリセルMC01を選択した場合について説明する。
読出しの際は、まずグローバルビット線GB1の電位を0にしておく。給電端子VPからローカルビット線LB1へ1Vを供給した後、選択トランジスタST1を遮断する。この状態で、ワード線W01に読出し電圧を印加する。対応するメモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合、ローカルビット線LB1の電位はメモリセルMC01を通じてメモリソース端子VSMへと放電される。したがって、ローカルビット線LB1に接続された信号増幅トランジスタAMT1のゲート電位は0になる。この段階で電源供給端子VSSに1Vを印加しても信号増幅トランジスタAMT1はオフ状態なので、電源供給端子VSSからグローバルビット線GB1への電荷供給は起こらない。
選択されたメモリセルMC01のしきい値が‘H’だった場合、ローカルビット線LB1の電位は1Vのままなので、信号増幅トランジスタAMT1はオン状態になる。電源供給端子VSSに1Vを印加すればグローバルビット線GB1へ電流が流れ、グローバルビット線GB1の電位は1Vに向かって上昇する。これらの差異をセンスアンプSA1で読み出せばよい。センスアンプSA1は、図1で説明したシングルエンド型を用いることができ、その動作は全く同じなので、ここでは説明を省略する。
本実施例の場合は、図1と同様に高速読出しが可能となる他には、信号増幅トランジスタをさらに相補型とした図8の場合と比べると、書込みドレイン供給線を読出し信号線と分離したことによる効果、すなわち信号増幅トランジスタの接合破壊の可能性を低く抑える効果だけが得られる。
<実施例4>
さらに、上記実施例3と同じ構成、すなわち図8においてp型MOSトランジスタAMT1P,AMT2Pと電源供給端子VCCを削除した構成(図面は省略する)であるけれども、信号増幅トランジスタの電源供給端子VSSを0Vにする点が相違する。この場合について、簡単に説明する。
読出し時のグローバルビット線GB1に現れる信号、およびそれを受けて出力するセンスアンプSA1の信号に実施例3との差異が出る。ここでも一例として、ワード線W01によりメモリセルMC01を選択した場合について説明する。
まず、実施例3と同様に、グローバルビット線GB1を、1Vにプリチャージしておく。ローカルビット線LB1も、給電端子VPから1Vを印加してプリチャージしておく。選択したメモリセルMC01のしきい値が‘H’の場合、ローカルビット線LB1は放電されずに1Vを保持する。信号増幅トランジスタAMT1のゲート電圧も1Vになり、信号増幅トランジスタAMT1はオン状態になる。ここで、電源供給端子VSSに0Vを印加すると、グローバルビット線GB1は信号増幅トランジスタAMT1を介して放電され、電位は0Vに近づく。したがって、図1に示したシングルエンド型のセンスアンプSA1を構成するインバータINV1の入力は0なので、トランジスタNMのゲートには反転した電圧VDDが印加される。トランジスタNMはオン状態になるため、インバータINV2の入力が0となり、その最終出力は電圧VDDとなる。
選択したメモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合は、グローバルビット線GB1は放電されないので、最終出力は0Vである。先の実施例3では、センスアンプSA1の動作は図1の実施例と同じで、メモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合、最終出力は電圧VDDであった。これに対して、本実施例では全く逆の信号として現れることに留意されたい。信号増幅トランジスタの電源供給端子VSSを0Vにする本実施例の動作上の特徴は、プリチャージされたグローバルビット線GB1の電位が下がったまま、回復しないことである。実施例1や実施例3の電位降下は、負荷容量によるチャージシェアによるものであったが、本実施例では、電位を0Vに降下させて固定することができる。したがって、信号増幅トランジスタの電源供給端子VSSに正電位を供給する場合に比べて動作が安定するという利点がある。
<実施例5>
図9は、図8の実施例と同じく信号増幅トランジスタに、相補型を用いた構成であるが、読出し線を2本とすること、すなわちグローバルビット線をGB1a,GB1bの2本とすることに特徴がある。これは、シングルエンド型のセンスアンプよりも感度の高いことで知られる、差動型センスアンプを使うことを前提とした構成である。なお、差動型センスアンプの一例を示せば、例えば図11に示すものが好適に使用できるが、勿論、一般的に知られている他の構成でも良い。図11の差動型センスアンプSA2の動作については、後述する。以下では、ローカルビット線LB1に接続されたメモリセルMC01を例に、読出し動作を説明する。
基本動作は図8に準じ、選択されたメモリセルMC01のしきい値が‘L’ならば、グローバルビット線GB1aには信号増幅トランジスタAMT1からの信号は出力されず、グローバルビット線GB1bには信号増幅トランジスタAMT1Pから1Vが出力される。メモリセルMC01のしきい値が‘H’であれば、グローバルビット線GB1aには信号増幅トランジスタAMT1から0Vが出力され、グローバルビット線GB1bには信号増幅トランジスタAMT1Pからの信号は出力されない。グローバルビット線GB1aおよびGB1bを、信号増幅トランジスタの出力である0Vと1Vとの中間電位(たとえば0.5V)にプリチャージしておいて、電源供給端子VSSに0Vを、電源供給端子VCCに1Vを印加する手順とすれば、信号増幅トランジスタからの信号が出力されないビット線の電位は0.5Vのままであり、もう一方の線との間に最大0.5Vの電位差が生じる。この電位差を差動として利用すれば良い。
差動型センスアンプSA2としては、例えば図11に示すような構成のセンスアンプを用いることができる。この差動型センスアンプの動作を説明する。差動型センスアンプの入力端子INa,INbには、‘L’と‘H’、または‘H’と‘L’の信号がペアで入力される。また、論理レベル‘0’は0V、‘1’は信号増幅トランジスタを介したメモリセルの出力電圧になる。入力端子INaに‘H’、INbに‘L’が入力された場合、入力端子INaにゲート電極が接続されたn型MOSトランジスタNMD2はオン状態となり、p型MOSトランジスタPMD2はオフ状態となる。したがって、入力端子INbの‘1’はn型MOSトランジスタNMD2を通じてn型MOSトランジスタNMDDのドレインまで到達する。このときn型MOSトランジスタNMDDのゲートに接続された信号線CSに正電位が入力されると、n型MOSトランジスタNMDDもオン状態になるので、入力端子INbの電位はn型MOSトランジスタNMD2とNMDDを通じて放電される。この差動型センスアンプは、微小な出力変動を検知して作動するので動作は速い。なお、入力端子INbにゲート電極が接続されたn型MOSトランジスタNMD1およびp型MOSトランジスタPMD1では逆の動作となり、入力端子INaは電圧VDDに固定される。入力端子INa,INbには、それぞれインバータINVD1,INVD2が接続されており、これを介した出力OUT1,OUT2が出力される。このような動作をする差動型センスアンプSA2の入力端子INa,INbに、それぞれグローバルビット線GB1a,GB1bを接続すればよい。 なお、EQは入力端子INa,INbに接続されるグローバルビット線GB1a,GB1bの電位を等しくするためのイコライズ回路である。
この差動型センスアンプSA2は、差動出力OUT1,OUT2を出力するが、図9のように1出力だけの場合にはどちらかの出力を用いればよく、2出力を用いるかどうかはセンスアンプ出力が接続される後段の回路に応じてきめればよい。
書込みは給電端子VPからメモリセルのドレイン電圧を印加することで行ない、図8の実施例と同様である。グローバルビット線が2本必要になるので、図8に比して面積が大きくなるが、感度の高い方式のセンスアンプを使用できるので、信号増幅トランジスタを用いて得られる効果に加えて、さらに高速読出しが可能となる。書込み電圧供給線を読出し信号線と分離したことにより、信号増幅トランジスタの破壊可能性を低く抑えることができるのは勿論である。
<実施例6>
図10は、2本の読出し線、すなわち2本のグローバルビット線GB1a,GB1bがあることは図9の実施例と同様であるが、信号増幅トランジスタAMT1aおよびAMT1bをn型MOSトランジスタのみで構成したところに違いがある。以下では、ローカルビット線LB1に接続されたメモリセルMC01を例に説明する。
読出し時には、まず選択トランジスタST1をオン状態にし、給電端子VPから電圧1Vを印加してローカルビット線LB1をプリチャージする。この後、選択トランジスタST1をオフ状態にし、ワード線W01の電位を上げてメモリセルMC01を選択する。メモリセルMC01のしきい値が‘L’の場合、信号増幅トランジスタAMT1aおよびAMT1bのどちらもオン状態になる。実施例5と同様に、グローバルビット線GB1aおよびGB1bを0.5Vにプリチャージしておき、電源供給端子VCCに1Vを、電源供給端子VSSに0Vを印加する。2つの信号増幅トランジスタAMT1a,AMT1bの出力を受け、グローバルビット線GB1aは0Vに低下し、グローバルビット線GB1bは1Vに上昇する。電位差は最大1Vになる。この電位差を利用して差動型センスアンプSA2が駆動される。
メモリセルMC01のしきい値が‘H’のときは、2つの信号増幅トランジスタAMT1aおよびAMT1bはオフ状態にあるので、グローバルビット線GB1aおよびGB1bのちらも0.5Vのままで保持され、差動型スアンプSA2からの信号出力は行なわれない。
本実施例の特徴の一つは、メモリセルのしきい値が‘L’に対するビット線の信号振幅が大きく取れることである。図9に示した実施例5では、1対の信号増幅トランジスタの内、常時、片側がオフ状態にあった。信号振幅の電位差は、本実施例の構成の方が大きく、高速化に有利となる。また、同一極性のトランジスタだけで構成されるので、相補型のようなウエル分離の距離を取る必要が無く、図9の実施例に比して、信号増幅トランジスタの領域が小さくできる利点もある。本実施例でも書込み電圧供給線を読出し信号線と分離しているので、信号増幅トランジスタの破壊可能性を低く抑えることができるのは勿論である。
なお、給電端子VPを独立して設けない場合は、グローバルビット線GB1bに選択トランジスタのドレイン配線を接続して、書込み時および読出し時のドレイン電位供給はグローバルビット線GB1bから行なうように構成しても良い。その場合、読出し時には選択トランジスタを必ずオフ状態としておく。それ以外は、本実施例で述べた動作と全く同じ動作となる。このように構成した場合、書込みおよび読出し電位の供給線を読出しビット線と兼ねるため、配線に要する面積を低減できる。
これまでに述べた実施例から明らかなように、本発明によれば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに好適に適用できるのもである。なお、本発明に係る半導体不揮発性記憶装置では、3種類のトランジスタの特性および動作条件に注意する必要がある。すなわち、ローカルビット線の信号を増幅してグローバルビット線に送る信号増幅トランジスタと、不揮発性のメモリセルトランジスタと、選択トランジスタ他のトランジスタの3種類のトランジスタの特性および動作条件である。これに関して、以下に簡単に説明する。
フラッシュメモリ等の不揮発性メモリセルトランジスタは、読出し時にも弱い書込みによるしきい値(Vth)のシフトが起こリ得るので、Vthシフト限界内に入るようにメモリセル読出し時のドレイン電圧Vmdは1V程度に低く抑える必要がある。また、メモリセルの出力電圧であるドレイン電圧Vmdが、本発明で用いる信号増幅トランジスタのゲート入力電圧の最大値となるので、信号増幅トランジスタのドレイン電流Idsは、低いゲート入力電圧でもメモリセルのドレイン電流Idsm以上の電流を確保できる必要があると共に、オフリーク電流が無いようにしきい値Vthは正である必要がある。すなわち、信号増幅トランジスタのこのような性能そのものが、メモリセルよりも高い必要がある。言い換えれば、信号増幅トランジスタのゲート電圧Vgおよびドレイン電圧Vdの動作条件として、Vg=Vmd、Vd>Vmdが必要であり、ドレイン電流Idsは、メモリセル読出し時のメモリセルトランジスタのドレイン電流Idsmに対して、Ids>Idsmを満足する特性が得られる必要がある。
したがって、上記した3種類のトランジスタに求められる構造は、例えば加工レベルが0.2μmの素子技術の場合であれば、おおよそ次のようなものとなる。
メモリセルトランジスタのゲート酸化膜厚は12〜8nm、ゲート長は0.3〜0.2μm、拡散層耐圧はホットエレクトロン書込みできるように約5Vは必要である。
選択トランジスタのゲート酸化膜厚は20〜12nm、ゲート長は0.9〜0.6μm、拡散層耐圧は書換え時の制御ゲート電圧印加に耐えられるように10〜20Vは必要である。
信号増幅トランジスタのゲート酸化膜厚はメモリセルの8nmより薄く、ゲート長はメモリセルのゲート長よりも短く、拡散層耐圧はI/O(入出力)電圧に耐えられれば良く、すなわち3.3V程度であればよい。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更をなし得ることは勿論である。例えば、実施例中では、センスアンプは、複数のローカルビット線に対して1個の場合を示して説明したが、ローカルビット線1本ごとセンスアンプを設けても良い。
産業上の利用可能性
本発明に係る半導体不揮発性記憶装置は、読出し速度の改善を図ることができる。したがって、フラッシュメモリ等の半導体不揮発性記憶装置を高速なプログラム読出しに供することができる。本発明に係る半導体不揮発性記憶装置を用いれば、高性能情報機器を、低コストで実現することが可能になる。特に、組込み余裕の無い、携帯機器などに高速読出しが可能な一時格納記憶装置用として使用すれば好適である。
【図面の簡単な説明】
図1は従来のNOR型構成の半導体不揮発性記憶装置の要部回路図、
図2は図1に示した回路構成の平面レイアウト図、
図3は本発明に係るNOR型構成の半導体不揮発性記憶装置の一実施例を示す要部回路図、
図4は図3に示した回路構成の平面レイアウト図、
図5は図4のレイアウトの主要部を示す平面レイアウト図、
図6は図5中にA−A’線で示した部分に沿った断面構造図、
図7は図6に示したメモリセル部分の拡大断面図、
図8は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す要部回路図、
図9は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す要部回路図、
図10は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置の他の実施例を示す要部回路図、
図11は本発明に係る半導体不揮発性記憶装置で用いる差動型センスアンプの一例を示す回路図である。
Claims (13)
- 電荷を保持する領域と制御ゲートとを有する複数の半導体不揮発性メモリセルからなるメモリセルアレイと、
前記メモリセルの制御ゲートに接続されたワード線と、
前記メモリセルのソース・ドレイン経路に一端が接続されたローカルビット線と、
前記ローカルビット線の他端がゲートに接続されたMOSトランジスタと、
前記MOSトランジスタのソース・ドレイン経路に一端が接続されたグローバルビット線と
前記グローバルビット線の他端が接続された信号検出回路と、を具備することを特徴とする半導体不揮発性記憶装置。 - ワード線により選択された、電荷を保持する領域と制御ゲートとを有する半導体不揮発性メモリセルが、そのメモリセルに格納された情報に応じてオンまたはオフすることにより、そのメモリセルが接続されたローカルビット線に生じる電位変動を、MOSトランジスタのゲート電極で直接受け、そのMOSトランジスタのオンまたはオフによる電流変動を信号検出回路で検出するように構成したことを特徴とする半導体不揮発記憶装置。
- 前記メモリセルを選択するワード線に電圧を印加する前に、ローカルビット線は予め充電されていることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記MOSトランジスタが、n型であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記MOSトランジスタが、1対のp型とn型のMOSトランジスタで構成され、それらのゲート電極が同一のローカルビット線に接続されていることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記1対のMOSトランジスタのドレイン端子が、同一のグローバルビット線に接続されていることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記1対のMOSトランジスタのドレイン端子が、相異なるグローバルビット線に接続され、その内の2本のグローバルビット線は同一の信号検出回路に接続されていることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記MOSトランジスタが、2個のn型MOSトランジスタから構成され、夫々のMOSトランジスタのドレイン端子が、相異なるグローバルビット線に接続され、その2本のグローバルビット線は同一の信号検出回路に接続されていることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記2個のn型MOSトランジスタのゲート電極に接続されたローカルビット線に、メモリセルではない1個のMOSトランジスタのドレインが接続され、そのMOSトランジスタを介してローカルビット線に情報書換用電圧を印加するための給電端子をさらに設けたことを特徴とする請求の範囲第8項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記1対のMOSトランジスタのゲート電極に接続されたローカルビット線に、メモリセルではない1個のMOSトランジスタのドレインが接続され、そのMOSトランジスタを介してローカルビット線に情報書換用電圧を印加するための給電端子をさらに設けたことを特徴とする請求の範囲第6項または第7項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記2個のn型MOSトランジスタのゲート電極に接続されたローカルビット線に、メモリセルではない1個のMOSトランジスタのドレインが接続され、そのMOSトランジスタのソースが、前記2個のMOSトランジスタの内、ソースに正電位が印加されるMOSトランジスタのドレインが接続されるグローバルビット線に共通接続されていることを特徴とする請求の範囲第8項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 情報書換時の高電圧を、前記共通接続のグローバルビット線から前記ローカルビット線に供給するように構成することを特徴とする請求の範囲第11項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
- 前記信号検出回路は差動型センスアンプである請求の範囲第7項または第8項に記載の半導体不揮発性記憶装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2001/002856 WO2002082460A1 (fr) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Dispositif de stockage non volatile a semi-conducteurs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2002082460A1 true JPWO2002082460A1 (ja) | 2004-07-29 |
Family
ID=11737216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002580340A Withdrawn JPWO2002082460A1 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 半導体不揮発性記憶装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6944056B2 (ja) |
JP (1) | JPWO2002082460A1 (ja) |
WO (1) | WO2002082460A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU9497901A (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-15 | Penwest Pharmaceuticals Compan | Delivery system for multi-pharmaceutical active materials at various release rates |
US6944056B2 (en) * | 2001-04-02 | 2005-09-13 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor non-volatile storage device |
KR100487918B1 (ko) * | 2002-08-30 | 2005-05-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 불휘발성 강유전체 메모리 장치 |
JP3759924B2 (ja) * | 2002-11-21 | 2006-03-29 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置 |
KR100560801B1 (ko) * | 2003-11-24 | 2006-03-13 | 삼성전자주식회사 | 플래시 메모리 장치 |
JP4170952B2 (ja) | 2004-01-30 | 2008-10-22 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
KR100604857B1 (ko) * | 2004-05-27 | 2006-07-26 | 삼성전자주식회사 | 바이트 단위로 소거되는 이이피롬 소자 및 그 제조방법 |
JP4649260B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2011-03-09 | パナソニック株式会社 | 半導体記憶装置 |
JP2006302436A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体記憶装置 |
JP5590510B2 (ja) * | 2006-01-06 | 2014-09-17 | 日本電気株式会社 | 半導体記憶装置 |
KR100919433B1 (ko) * | 2006-06-29 | 2009-09-29 | 삼성전자주식회사 | 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법 |
US7426127B2 (en) * | 2006-12-21 | 2008-09-16 | Intel Corporation | Full-rail, dual-supply global bitline accelerator CAM circuit |
JP5343916B2 (ja) | 2010-04-16 | 2013-11-13 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体メモリ |
US20120038597A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-16 | Coulson Michael P | Pre-programming of in-pixel non-volatile memory |
US8705282B2 (en) | 2011-11-01 | 2014-04-22 | Silicon Storage Technology, Inc. | Mixed voltage non-volatile memory integrated circuit with power saving |
KR102463921B1 (ko) * | 2016-02-19 | 2022-11-07 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 넓은 동작 영역을 갖는 불휘발성 메모리 소자 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2576510B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1997-01-29 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体記憶装置 |
JPH0567791A (ja) | 1991-06-20 | 1993-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電気的に書込および消去可能な半導体記憶装置およびその製造方法 |
US5675529A (en) * | 1995-07-07 | 1997-10-07 | Sun Microsystems, Inc. | Fast access memory array |
JP3372158B2 (ja) | 1996-02-09 | 2003-01-27 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
US5754469A (en) * | 1996-06-14 | 1998-05-19 | Macronix International Co., Ltd. | Page mode floating gate memory device storing multiple bits per cell |
JPH10228766A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Hitachi Ltd | マイクロコンピュータ |
US5748545A (en) * | 1997-04-03 | 1998-05-05 | Aplus Integrated Circuits, Inc. | Memory device with on-chip manufacturing and memory cell defect detection capability |
JPH118324A (ja) * | 1997-04-23 | 1999-01-12 | Sanyo Electric Co Ltd | トランジスタ、トランジスタアレイおよび不揮発性半導体メモリ |
JP4073525B2 (ja) * | 1997-09-05 | 2008-04-09 | 株式会社ルネサステクノロジ | 不揮発性半導体記憶装置 |
JPH1196784A (ja) * | 1997-09-24 | 1999-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | 読み出し専用メモリ |
JPH11243185A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-09-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 不揮発性半導体メモリ |
FR2784219B1 (fr) * | 1998-09-16 | 2001-11-02 | St Microelectronics Sa | Architecture de circuit memoire |
US6262914B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-07-17 | Texas Instruments Incorporated | Flash memory segmentation |
US6310809B1 (en) * | 2000-08-25 | 2001-10-30 | Micron Technology, Inc. | Adjustable pre-charge in a memory |
US6507525B1 (en) * | 2000-08-25 | 2003-01-14 | Micron Technology, Inc. | Differential sensing in a memory |
US6426905B1 (en) * | 2001-02-07 | 2002-07-30 | International Business Machines Corporation | High speed DRAM local bit line sense amplifier |
US6944056B2 (en) * | 2001-04-02 | 2005-09-13 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor non-volatile storage device |
JP3573341B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2004-10-06 | 松下電器産業株式会社 | 半導体記憶装置 |
JP2003077282A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Fujitsu Ltd | 不揮発性半導体記憶装置 |
JP2003123493A (ja) * | 2001-10-12 | 2003-04-25 | Fujitsu Ltd | ソース電位を制御してプログラム動作を最適化した不揮発性メモリ |
KR100423894B1 (ko) * | 2002-05-09 | 2004-03-22 | 삼성전자주식회사 | 저전압 반도체 메모리 장치 |
-
2001
- 2001-04-02 US US10/473,817 patent/US6944056B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-02 JP JP2002580340A patent/JPWO2002082460A1/ja not_active Withdrawn
- 2001-04-02 WO PCT/JP2001/002856 patent/WO2002082460A1/ja active Application Filing
-
2005
- 2005-06-21 US US11/156,538 patent/US7180793B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040140485A1 (en) | 2004-07-22 |
WO2002082460A1 (fr) | 2002-10-17 |
US20050237805A1 (en) | 2005-10-27 |
US7180793B2 (en) | 2007-02-20 |
US6944056B2 (en) | 2005-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7180793B2 (en) | Semiconductor non-volatile storage device | |
JP5789465B2 (ja) | 半導体メモリ装置 | |
US7688648B2 (en) | High speed flash memory | |
TWI378448B (en) | A new method to improve the write speed for memory products | |
US7274593B2 (en) | Nonvolatile ferroelectric memory device | |
US7728369B2 (en) | Nonvolatile ferroelectric memory device | |
JP2007123830A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置 | |
TW200428490A (en) | Semiconductor memory device, display device, and portable electronic apparatus | |
WO2000021092A1 (en) | Semiconductor device | |
US7126185B2 (en) | Charge trap insulator memory device | |
US20100020622A1 (en) | One-transistor type dram | |
WO2000070622A1 (fr) | Circuit de memorisation | |
JPS586234B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
JPH10223776A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP2003078026A (ja) | ダブルゲートmosトランジスタ構造による高集積メモリ回路 | |
JPS6235559A (ja) | 半導体記憶装置 | |
US6744672B2 (en) | Non-volatile semiconductor memory device capable of high-speed data reading | |
JP2002198497A (ja) | 半導体装置及びその駆動方法 | |
JP2002269975A (ja) | 半導体記憶装置 | |
US20060054977A1 (en) | Charge storage memory cell | |
JP3856736B2 (ja) | 不揮発性半導体記憶装置、およびその駆動方法 | |
JP2000049308A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JPH11232880A (ja) | センスアンプ回路 | |
JPH0313676B2 (ja) | ||
JPH0235688A (ja) | センスアンプ回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060407 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060407 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070801 |